(57)【要約】  少なくとも１つの光検出器（１１０）からフィードバック信号を生成する走査型プロジェクタ（１００）および方法を提供する。走査型プロジェクタでは、走査ミラー（１０４）は、レーザ光を画像領域およびオーバースキャン領域に反射するように構成される。少なくとも１つの光検出器は、オーバースキャン領域に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成され、受光した部分に応答してフィードバック信号を提供する。このフィードバック信号を使用して、走査ミラーの精密な制御を提供することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレーザ光源と、前記レーザ光を反射するように構成された走査ミラーと、前記反射レーザ光を受光するように構成された画像領域およびオーバースキャン領域であって、境界内側の前記画像領域および境界外側の前記オーバースキャン領域を画定する境界と、前記境界外側の前記オーバースキャン領域に衝突する前記反射レーザ光の一部分を受光するように構成された光検出器であって、さらに受光した前記反射レーザ光の前記一部分に応答してフィードバック信号を提供するように構成された光検出器と、前記走査ミラーの動きを励振する励振信号を提供するように構成された駆動回路であって、前記フィードバック信号に応答して前記励振信号を修正するように構成された駆動回路と、を備える走査型レーザプロジェクタ。
【請求項２】
前記光検出器が前記反射レーザ光の水平走査に対して軸外に配置され、前記反射レーザ光の前記水平走査が前記光検出器を非直交角度で通過する、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項３】
前記光検出器と、前記境界に近接配置されて前記オーバースキャン領域に衝突する前記反射レーザ光の前記一部分を受光するアパーチャとの間に結合された光導波管であって、前記反射レーザ光の前記一部分を前記光検出器に伝送する光導波管をさらに備える、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項４】
前記境界外側の前記オーバースキャン領域に衝突する前記反射レーザ光の第２の部分を受光するように構成された第２の光検出器であって、さらに前記光検出器に衝突する前記反射レーザ光の前記第２の部分に応答して第２のフィードバック信号を提供するように構成された第２の光検出器をさらに備える、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項５】
前記光検出器が前記境界の水平縁に隣接し、前記第２の光検出器が前記境界の垂直縁に隣接する、請求項４に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項６】
前記境界が枠部によって囲まれた開口部によって画定され、前記開口部は前記画像領域で前記反射レーザ光が通過する仮想平面に存在する、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項７】
前記枠部と一体化され、前記光検出器と、前記境界に近接配置されて前記オーバースキャン領域に衝突する前記反射レーザ光の前記一部分を受光するアパーチャとの間に結合された光導波管であって、前記反射レーザ光の前記一部分を前記光検出器に伝送する光導波管をさらに備える、請求項６に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項８】
複数のレンズレットを備えるマイクロレンズアレイであって、前記境界内に配置され、前記画像領域で前記反射レーザ光を受光するように構成されたマイクロレンズアレイをさらに備える、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項９】
前記マイクロレンズアレイと一体化され、前記光検出器と、前記境界に近接配置されて前記オーバースキャン領域に衝突する前記反射レーザ光の前記一部分を受光するアパーチャとの間に結合された光導波管であって、前記反射レーザ光の前記一部分を前記光検出器に伝送する光導波管をさらに備える、請求項８に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項１０】
前記フィードバック信号が光検出器受光開始時間および光検出器受光終了時間を示し、前記駆動回路が前記光検出器受光開始時間および前記光検出器受光終了時間の少なくとも一部に基づいて、水平走査振幅を測定するように構成される、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項１１】
前記フィードバック信号が光検出器受光開始時間および光検出器受光終了時間を示し、前記光検出器受光開始時間および前記光検出器受光終了時間の少なくとも一部に基づいて、水平位相アライメントを測定するように構成される、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項１２】
前記フィードバック信号が枠内で前記光検出器を通過する掃引の数を示し、前記駆動回路が前記測定された走査の通過数の少なくとも一部に基づいて前記走査の垂直走査振幅を測定するように構成される、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項１３】
前記光検出器が前記反射レーザ光の水平走査に対して軸外に配置されて前記反射レーザ光の前記水平走査が前記光検出器を非直交角度で通過し、前記フィードバック信号が前記光検出器の角を通過する走査の光検出器受光開始時間および光検出器受光終了時間を示し、前記駆動回路が前記光検出器の前記角を通過する際の前記光検出器受光開始時間および前記光検出器受光終了時間の少なくとも一部に基づいて、前記走査の垂直走査振幅を測定するように構成される、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項１４】
前記フィードバック信号が画素駆動用発生手段に提供され、前記画素駆動用発生手段が前記フィードバック信号を使用して、前記少なくとも１つのレーザ光源を制御し、前記走査ミラーを用いて前記レーザ光のピクセルアライメントを提供するように構成される、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項１５】
前記駆動回路が前記フィードバック信号に応答して前記励振信号を修正するために、経時的に取得された複数のフィードバック信号の平均を使用するように構成される、請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
走査型プロジェクタにおけるフィードバック制御のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
走査型プロジェクタでは、典型的には、走査ミラーが変調光をラスタパターンで走査する際、レーザ光源からの光を変調することによってピクセルが生成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
変調光を走査するための走査ミラーのこのような使用は、走査ミラーの比較的精密な制御を必要とする。具体的には、ラスタパターンでの変調光の正確な走査を容易にするために、走査の物理的な動きが精密に制御されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
残念なことに、走査ミラーの物理的な動きを監視し、かつ制御する従来技術は、一部の走査型プロジェクタ用途には精密さが不十分である可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の様々な実施形態による走査型レーザプロジェクタの概略図である。
【図２】図２は、本発明の様々な実施形態による例示的な画像領域およびオーバースキャン領域の部分概略図である。
【図３】図３は、本発明の様々な実施形態による例示的な画像領域およびオーバースキャン領域の部分概略図である。
【図４】図４は、本発明の様々な実施形態による例示的な画像領域およびオーバースキャン領域の概略図である。
【図５】図５は、本発明の様々な実施形態によるマイクロレンズアレイを含む例示的デバイスの図である。
【図６】図６は、本発明の様々な実施形態によるプロジェクタを含む例示的デバイスの図である。
【図７】図７は、本発明の様々な実施形態による走査型レーザプロジェクタの概略図である。
【図８】図８は、本発明の様々な実施形態による走査ミラーを有する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの平面図である。
【図９】図９は、本発明の様々な実施形態によるモバイルデバイスのブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の様々な実施形態によるモバイルデバイスの斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の様々な実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムの斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の様々な実施形態による眼鏡型装置の斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の様々な実施形態によるゲーム装置の斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の様々な実施形態によるゲーム装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の詳細な説明では、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として示す添付図面を参照する。これらの実施形態では、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明される。本発明の様々な実施形態は、それぞれ異なってはいるが、必ずしも互いに排他的ではないことを理解されたい。例えば、一実施形態に関連して本明細書に記載の特定の特徴、構造、または特性を、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態で実施することができる。さらに、開示された実施形態それぞれの個々の要素の位置または配置が、本発明の範囲から逸脱することなく変更され得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲が権利を与えられるあらゆる等価物と共に適切に解釈され、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。図面では、いくつかの図を通じて同一の参照番号が同一または類似の機能を示す。
【０００７】
概して、本明細書に記載の実施形態は、少なくとも１つの光検出器を使用してフィードバック信号を生成し、フィードバック信号を使用してプロジェクタの走査ミラーを制御する走査型プロジェクタを提供する。走査型プロジェクタでは、走査ミラーは光を画像領域およびオーバースキャン領域に反射するように構成される。少なくとも１つの光検出器は、オーバースキャン領域に衝突する反射光の一部分を受光するように構成され、受光した部分に応答してフィードバック信号を提供する。このフィードバック信号を使用して、走査ミラーの精密な制御を提供することができ、したがって走査型プロジェクタの性能を向上させることができる。一例として、このフィードバック信号を使用して、温度変化、電源電圧変化等のような、動作環境における変動を補償することができる。そのような動作環境の変化が補償されない場合、走査ミラーの制御に不正確性をもたらし、走査型プロジェクタによって生成される画質に容認し難い低下を招く可能性がある。
【０００８】
ここで図１を参照すると、走査型レーザプロジェクタ１００の概略図が示される。走査型レーザプロジェクタ１００は、レーザ光源１０２と、走査ミラー（単数または複数）１０４と、駆動回路１０６とを含む。動作中、レーザ光源１０２は、ピクセルデータで符号化されたレーザ光を提供し、走査型レーザプロジェクタ１００によって投射される画像ピクセルを生成する。これを容易にするために、駆動回路１０６は、走査ミラー（単数または複数）１０４の動きを制御する。具体的には、駆動回路１０６は、走査ミラー（単数または複数）１０４の動きを励振する励振信号（単数または複数）を提供する。
【０００９】
走査ミラー（単数または複数）１０４は、レーザ光を画像領域１１２およびオーバースキャン領域１１４に反射し、画像領域１１２は境界１１６によって画定される。具体的には、走査型光プロジェクタ１００の動作中、走査ミラー（単数または複数）１０４は駆動回路１０４によって制御されてレーザ光をラスタパターン１１８に、ラスタパターン１１８が画像領域１１２をカバーし、かつオーバースキャン領域１１４に延在するように、反射する。
【００１０】
本明細書に記載の実施形態によれば、少なくとも１つの光検出器１１０は、オーバースキャン領域１１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成される。この光検出器１１０は、光検出器１１０が受光した反射レーザ光の一部分に応答してフィードバック信号を提供するように構成される。このフィードバック信号は駆動回路１０６に提供され、走査ミラー（単数または複数）１０４の動きを正確に制御するために駆動回路１０６によって使用される。具体的には、一実施形態では、駆動回路１０６は、フィードバック信号に応答して励振信号を修正し、したがって、走査ミラー（単数または複数）１０４の動きの精密な制御を容易にする。走査ミラー（単数または複数）１０４のそのような精密な制御は、画質の向上を容易にし、かつ走査型レーザプロジェクタ１００の新しい使い方および用途をさらに容易にすることができる。
【００１１】
一部の実施形態では、フィードバック信号は、光検出器１１０に衝突するラスタパターン１１８の様々な走査のタイミングを示す。例えば、フィードバック信号は、特定の水平走査中に反射レーザ光が光検出器１１０に最初に衝突する時点に対応する光検出器受光開始時間を示し、同じ水平走査中に反射レーザ光が光検出器１１０に最後に衝突する時点に対応する光検出器受光終了時間を同様に示すことができる。
【００１２】
駆動回路１０６による走査ミラー１０４の精密な制御を容易にするために、フィードバック信号を使用して、走査ミラー１０４の様々な動作パラメータを測定および制御することができる。例えば、フィードバック信号は、走査ミラー１０４の水平走査振幅、水平位相アライメント（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｐｈａｓｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、水平位相の整列）、および／または垂直走査振幅、ならびに結果として生じるラスタパターン１１８を測定および制御するために使用することができる。
【００１３】
概して、水平走査振幅は、ラスタパターン１１８の水平掃引の尺度である。本明細書に記載の実施形態では、水平走査振幅は、光検出器１１０に当たるレーザ光のタイミング、光検出器１１０の位置、および水平走査周波数を使用して計算することができる。水平位相アライメント（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｐｈａｓｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）は、同様に、ラスタパターン１１８の水平位置の尺度である。そのような水平位相アライメントは、ラスタパターン１１８の左右の掃引走査間のタイミング差を測定することによってフィードバック信号を使用して計算することができる。垂直走査振幅は、同様に、ラスタパターン１１８の垂直掃引の尺度である。垂直走査振幅は、光検出器１１０を通過する走査数を測定することによってフィードバック信号を使用して計算することができる。そのような実施形態の詳細な例については、以下で詳述する。
【００１４】
画像領域１１２および境界１１６は、様々な方法で実施および画定することができる。例えば、一部の実施形態では、画像領域１１２は、枠部によって囲まれた開口部によって、またはマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）によって画定することができる。そのような実施形態の例については、図５および図６を参照して以下で詳述する。
【００１５】
一部の実施形態では、光導波管を使用して、光を光検出器１１０に導くことができる。そのような実施形態では、光検出器１１０と、境界１１６に近接配置されてオーバースキャン領域１１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するアパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ、開口）との間に導波管が結合され、光導波管は反射光の一部分を光検出器１１０に伝送することができる。さらに、そのような実施形態では、アパーチャおよび／または導波管は、境界１１６を画定する枠部またはＭＬＡと共に実施することができる。
【００１６】
一部の実施形態では、光検出器１１０は、反射レーザ光の水平走査方向に対して軸外（ｏｆｆ ａｘｉｓ、軸から離れた位置）に配置することができる。そのような実施形態では、反射レーザ光の水平走査は、非直交角度（ｎｏｎ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ａｎｇｌｅ）で光検出器を通過する。以下で詳述するように、そのような実施形態を使用して、特定の水平走査の精密な垂直位置を測定することができる。
【００１７】
一部の実施形態では、複数の光検出器１１０を実施することができる。例えば、第２の光検出器１１０は、オーバースキャン領域１１４に衝突する反射レーザ光の第２の部分を受光するように構成することができる。そのような第２の光検出器１１０は、第２の光検出器１１０に衝突する反射レーザ光の第２の部分に応答して第２のフィードバック信号を提供するように構成することができる。後述するように、そのような実施形態を使用して、駆動回路１０６にさらなる確度および精度を提供することができる。そのような一実施形態では、第１の光検出器１１０を境界１１６の水平縁に近接配置し、第２の光検出器１１０を境界１１６の垂直縁に近接配置することができる。
【００１８】
様々なデバイスを光検出器１１０として使用することができる。そのようなデバイスの例には、シリコンフォトダイオード、フォトトランジスタ、または他の感光性半導体デバイスを含む他の感光性デバイスを含む。典型的な実施形態では、光検出器１１０は水平走査振幅に対して寸法的に小さくすることができる。例えば、光検出器１１０は、水平走査振幅の約６％のセンサ幅を有することができる。しかし、これは一例にすぎず、他のサイズのデバイスも使用することができる。
【００１９】
本明細書の様々な実施形態の説明において、垂直と水平との区別は、走査型レーザプロジェクタ１００の回転が２つの軸の回転をもたらすため、やや恣意的であることに留意されたい。したがって、本発明の様々な実施形態は、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」および「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」という用語によって限定されない。
【００２０】
ここで図２を参照すると、例示的な画像領域２１２およびオーバースキャン領域２１４の部分概略図が示される。図１の実施形態と同様に、ピクセル変調されたレーザ光は、１つ以上の走査ミラーによってラスタパターン２１８に反射される。また、図１の実施形態と同様に、ラスタパターン２１８は画像領域２１２に投射され、オーバースキャン領域２１４に延在する。ピクセル変調されたレーザ光をラスタパターン２１８に走査することにより、画像領域２１２に対応する領域で画像が生成される。
【００２１】
ラスタパターン２１８が一定の縮尺で示されていないことにも留意されたい。例えば、典型的なラスタパターン２１８は、かなり多数の水平走査線を含み、水平走査線の数は、ラスタパターン２１８における垂直走査速度に対応する。さらに、ラスタパターン２１８を示す線は、ラスタパターン２１８を生成するレーザビームの実際のサイズを表すものではない。
【００２２】
図２は、オーバースキャン領域２１４に配置された光検出器２１６の拡大図を示し、反射レーザ光がどのように光検出器２１６によって検出され、フィードバック信号生成に使用されるかをより明瞭に示す。具体的には、この図示された実施形態では、反射レーザ光は、図２に示すように、Ｔ１で光検出器２１６の検出領域に衝突する。走査が継続すると、反射レーザ光はＴ２で光検出器２１６を離れる。したがって、Ｔ１およびＴ２は、光検出器受光開始時間および光検出器受光終了時間に対応する。このプロセスは、次の水平走査でも継続する。具体的には、反射レーザ光は、Ｔ３で再び光検出器２１６の検出領域に衝突し、その後Ｔ４で再び光検出器を離れる。したがって、Ｔ３およびＴ４は、第２の光検出器受光開始時間および第２の光検出器受光終了時間に対応する。最後に、反射光はＴ５で再び検出領域に衝突し、Ｔ６で離れる。
【００２３】
これらの時間中の光検出器２１６の出力を使用して、対応するフィードバック信号を生成することができる。これらの受光開始時間および受光終了時間を検出し、フィードバック信号でそのような情報を提供することによって、光検出器２１６を使用してフィードバック制御を強化することができる。例えば、フィードバック信号を使用して、水平走査振幅、水平位相アライメントおよび／または垂直走査振幅を測定し、これらのパラメータの１つ以上に基づいてミラーのフィードバック制御を行うことができる。
【００２４】
具体的には、水平走査周波数、光検出器２１６の位置および検出幅、ならびに水平走査の受光開始時間および受光終了時間を知ることにより、水平走査振幅の精密な測定を行い、制御することができる。例えば、ＭＥＭＳミラーを使用するデバイスでは、ミラーの動きは非常に高い忠実度で正弦波となる。そのような実施形態では、三角法の関係を使用して、正弦波運動の水平振幅を非常に精密に計算することができる。そのような計算を行うことにより、駆動回路（例えば、駆動回路１０６）は、走査ミラー（例えば、走査ミラー１０４）のフィードバック制御に水平走査振幅を使用することができる。
【００２５】
光検出器２１６に当たる１回の走査からのフィードバックデータでそのような計算ができることに留意されたい。したがって、Ｔ１およびＴ２があれば水平走査振幅を計算するには十分である。しかし、光検出器の複数の通過点を使用して精度を高めることができる。そのような場合には、さらなる受光開始時間および受光終了時間（例えば、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４の時間）からのデータを平均化するか、または別の方法で組み合わせることで、水平走査振幅の測定に、より高い確度を提供することができる。
【００２６】
光検出器２１６から生成されたフィードバック信号を使用して、水平位相アライメントを測定することもでき、水平位相アライメントは、ラスタパターン２１８の際の水平位置を画定する。そのような実施形態では、左右の掃引走査間のタイミング差を計算し、水平位相アライメントの測定に使用することができる。例えば、Ｔ２とＴ３との間の時間は、これらの点の間の左側の掃引走査の時間に対応する。同様に、Ｔ４とＴ５との間の時間は、これらの点の間の右側の掃引走査の時間に対応する。左側掃引走査と右側掃引走査との間の時間差を計算することができる。この時間差を既知の光検出器の位置と共に使用して、ラスタパターン２１８の水平位相アライメントを測定することができる。そのような計算を行うことにより、水平位相アライメントを使用し、レーザ光源（例えば、レーザ光源１０２）のタイミングを補正してレーザ光源および走査ミラー（例えば、走査ミラー１０４）によって生成されたピクセル間の精密なアライメント（位置合わせ）を提供することができる。
【００２７】
具体的には、光検出器２１６から生成されたフィードバック信号を使用して、水平走査位置に対するピクセルアライメント（ｐｉｘｅｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、画素の整列）を制御することができる。そのような実施形態では、フィードバック信号またはフィードバック信号から得られたデータを、レーザ光源に結合された画素駆動用発生手段（ｐｉｘｅｌ  ｄｒｉｖｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、ピクセルドライブジェネレータ）または他のそのような要素に提供することができる。次いで、フィードバック信号を使用して、レーザ光を制御し、走査ミラーを用いてレーザ光のピクセルアライメントを提供することができる。この実施形態では、レーザ光源によって生成されるピクセルの位置を精密に制御することができ、したがって精密に位置合わせすることができる。一用途では、そのような実施形態を使用して、ピクセルがマイクロレンズアレイのレンズレット（ｌｅｎｓｅｔ、ｌｅｎｓｌｅｔ）と確実に位置合わせされるようにすることができる。そのような実施形態の説明を、以下で詳述する。
【００２８】
光検出器２１６から生成されたフィードバック信号は、ラスタパターン２１８の垂直走査振幅の測定に使用することもできる。例えば、垂直走査振幅は、画像枠内で光検出器２１６の通過が発生する掃引の数を数えることによって測定することができる。一例では、垂直走査振幅は、特定数の掃引が光検出器２１６を通過するように駆動回路によって調整することができる。
【００２９】
ここで図３を参照すると、例示的な画像領域３１２およびオーバースキャン領域２１４の部分概略図が示される。図１および図２の実施形態と同様に、ピクセル変調されたレーザ光は、１つ以上の走査ミラーによってラスタパターン３１８に反射される。このラスタパターン２１８は、画像領域３１２に投射され、オーバースキャン領域３１４に延在する。
【００３０】
図３は、オーバースキャン領域３１４に配置された光検出器３１６の拡大図を再び示す。この実施形態では、光検出器３１６は、反射レーザ光の水平走査方向に対して軸外に配置される。この軸外の位置により、反射レーザ光の水平走査は、光検出器３１６に対して非直交角度で光検出器３１６を通過する。
【００３１】
この図示の実施形態では、反射レーザ光は、Ｔ１で光検出器３１６の検出領域に衝突する。走査が継続すると、反射レーザ光はＴ２で光検出器３１６を離れる。したがって、Ｔ１およびＴ２は、光検出器受光開始時間および光検出器受光終了時間に対応する。このプロセスは、次の水平走査でも継続する。具体的には、反射レーザ光は、Ｔ３で再び光検出器３１６の検出領域に衝突し、その後Ｔ４で再び光検出器を離れる。したがって、Ｔ３およびＴ４は、第２の光検出器受光開始時間および第２の光検出器受光終了時間に対応する。
【００３２】
図２に示す実施形態と同様に、光検出器３１６および受光開始時間および受光終了時間を使用して、水平走査振幅、水平位相アライメント、および／または垂直走査振幅を測定および制御することができる。例えば、これらのパラメータを計算し、図２を参照して上述した様々な技術を使用して、フィードバック制御に使用することができる。
【００３３】
さらに、光検出器３１６の軸外の配置は、光検出器３１６の端部に衝突する走査の垂直位置の精密な測定をさらに容易にする。走査の垂直位置の精密な測定は、光検出器３１６の下側角を通過する走査の受光開始時間および受光終了時間の測定を使用して計算することができる。例えば、Ｔ３とＴ１との間の時間を使用して、光検出器３１６の下側に沿って走査が通過した場所を測定することができる。特に、この光検出器３１６の下側角で走査が上に移動するにつれて、走査が通過した光検出器３１６の部分は広くなる。反対に、走査が下に移動するにつれて、走査が通過した光検出器３１６の部分は狭くなる。
【００３４】
様々な垂直位置で走査が通過した光検出器３１６の部分のこのような差を使用して、特定の走査の垂直位置を正確に測定することができる。具体的には、Ｔ３とＴ４との間の時間を計算することと、水平走査周波数および光検出器３１６の位置を知ることとによって、軸外の位置の光検出器３１６の下側端に衝突する走査の精密な垂直位置を測定することができる。したがって、光検出器３１６から生成されたフィードバック信号を使用して、走査ミラーおよび結果として生じるラスタスキャン３１８の垂直位置を駆動回路によって調整することができる。
【００３５】
別の実施形態では、走査の通過中に生成された光検出器３１６の出力の振幅を測定し、走査の垂直位置を測定するために使用することができる。そのような実施形態では、走査が通過した光検出器３１６の部分が大きくなる程、光検出器３１６の出力の振幅は大きくなり、逆もまた同様である。
【００３６】
ここで図４を参照すると、例示的な画像領域４１２およびオーバースキャン領域４１４の概略図が示され、画像領域４１２は境界４１６によって画定されている。図１の実施形態と同様に、ピクセル変調されたレーザ光は、１つ以上の走査ミラーによってラスタパターン４１８に反射される。
【００３７】
本明細書に記載の実施形態によれば、光検出器４２０、４２２、４２４、および４２６はそれぞれ、オーバースキャン領域４１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成される。光検出器４２０、４２２、４２４、および４２６のそれぞれは、個々に受光した反射レーザ光の一部分に応答してフィードバック信号を提供するように構成される。次いで、そのようなフィードバック信号は駆動回路に提供され、駆動回路によって使用されて、ラスタパターン４１８の生成に使用される走査ミラーの動きを正確に制御することができる。
【００３８】
図４の実施形態では、様々な光検出器が走査ミラーのフィードバック制御に有効な情報を共に提供する位置に配置される。光検出器４２２および４２４が境界４１６の水平縁に近接配置されることにまず留意されたい。反対に、光検出器４２０および４２６は、境界４１６の垂直縁に近接配置される。
【００３９】
さらに、光検出器は、異なる水平走査振幅に対応する位置に配置される。図４において、線４３４は水平走査経路の中心を示し、したがって、線４３４は、水平走査がゼロ振幅となる位置を示す。同様に、線４３６は最大水平走査振幅の中間点を示し、したがって、水平走査振幅が最大の５０％となる位置を示す。同様に、線４３８および４４０はそれぞれ、水平走査振幅が最大の９０％および９５％となる位置を示す。
【００４０】
異なる走査振幅のこれらの位置が、対応する異なる運動速度もまた有することに留意されたい。具体的には、走査ミラーの動き（および結果として生じるラスタパターン４１８）の速度は、水平走査経路の中心近くでより高速であり、振幅が増大するにつれて減速する。さらに、より高速の水平走査振幅の領域に光検出器を配置することが水平走査振幅の改善を容易にし、より低速の水平走査振幅の領域に光検出器を配置することが水平位相測定の改善を容易にすることにも留意されたい。
【００４１】
この例示的実施形態では、光検出器４２４は、水平走査振幅ほぼゼロの位置で反射光を検出するように配置され、光検出器４２２は、水平走査振幅の約５０％の位置で反射光を検出するように配置され、光検出器４２０は水平走査振幅の約９０％の位置で反射光を検出するように配置され、光検出器４２６は水平走査振幅の約９５％の位置で反射光を検出するように配置される。
【００４２】
したがって、図４の例では、光検出器４２０および４２６を、水平走査振幅の比較的高いパーセンテージ（９０％および９５％）に対応する位置に基づいて、水平走査振幅を正確に測定するように構成および使用することができる。同様に、光検出器４２４を、水平走査の中心で、その位置に基づいて水平位相アライメントを測定するように構成および使用することができる。水平走査振幅の中間点の光検出器４２２は、水平走査振幅の測定と水平位相アライメントの測定との両方に有効に使用可能な折衷点の位置を提供する。
【００４３】
上述したように、画像領域およびオーバースキャン領域は、様々な方法で画定および実施することができる。例えば、画像領域は、マイクロレンズアレイを含むように実施することができる。概して、マイクロレンズアレイは、レンズレットと通常呼ばれるマイクロレンズの配列を含む光学デバイスである。そのようなマイクロレンズアレイは、様々な材料から、および様々な技術を用いて製造することができる。マイクロレンズアレイは、支持基板上に、または支持基板で形成されたレンズレットの１次元または２次元配列を含むことができる。個々のレンズレットは、円形および六角形を含む様々な形状のアパーチャを有することができる。マイクロレンズアレイは、眼鏡型装置（アイウェア）やヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を含む様々な用途で使用することができる。
そのような用途の例を後述する。
【００４４】
ここで図５を参照すると、例示的デバイス５００は、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）５０２を含み、ＭＬＡ５０２は、画像領域５１２、オーバースキャン領域５１４、および境界５１６を画定する。ＭＬＡ５０２は、複数のレンズレット５２２を含む。動作中、複数のレンズレット５２２は、画像領域５１２で反射レーザ光を受光し、画像生成に使用可能な形式で光を光学的に送達する。
【００４５】
本明細書に記載の実施形態によれば、光検出器５１０は、オーバースキャン領域５１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成される。この実施形態では、この配置は、光導波管５１８を使用することによって提供される。具体的には、各光導波管５１８は、光検出器５１０と対応するアパーチャ５２０との間に結合される。アパーチャ５２０は境界５１６に近接配置され、各アパーチャ５２０がオーバースキャン領域５１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光し、対応する光導波管５１８が反射光の一部分を光検出器５１０に伝送する。
【００４６】
そのような配置は、１つの光検出器５１０が複数の位置でオーバースキャン領域５１４に衝突する反射光を検出することを可能にする。反射レーザ光の走査は、光が一度に１つの位置にのみ当たるものであるため、そのような配置が可能となる。したがって、１つの光検出器５１０の使用により、オーバースキャン領域５１４の複数の位置で衝突する光に応答し、フィードバック信号を提供することができる。
【００４７】
図５は、オーバースキャン領域５１４内の光検出器５１０を示しているが、他の実施形態では、光導波管５２０の使用により、オーバースキャン領域外に光検出器を容易に配置できることに留意されたい。一部の用途では、光検出器５１０の配置は、光導波管５１８の有効伝送能力によってのみ限定される。
【００４８】
光導波管５１８は、様々な構造およびデバイスで実施することができる。一例として、光導波管５１８は、光ファイバで実施することができ、光ファイバは、アパーチャ５２０から光検出器５１０まで延在するように配置される。他の実施形態では、光導波管５１８は、いくつかの非限定的な例を挙げると、ストリップ導波管（ｓｔｒｉｐ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）、矩形導波管、リブ（ｒｉｂ）導波管、および分割型（ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ）導波管で実施することができる。
【００４９】
一実施形態では、光導波管５１８は、ＭＬＡ５１２（マイクロレンズアレイ５１２）の一部として実施することができる。具体的には、光導波管５１８をＭＬＡ５１２で形成するか、またはＭＬＡ５１２と一体化することができる。例えば、光導波管５１８は、ＭＬＡ５１２の形成に使用される製造プロセスの一部としてＭＬＡ５１２を用いて製造することができる。
【００５０】
一部の用途では、ＭＬＡ５１２の使用は、ＭＬＡ５１２に対する精密なピクセルアライメントを必要とする可能性があることに留意されたい。具体的には、ＭＬＡ５１２のレンズレットのサイズおよび配置に応じて、各ピクセルがアレイ内の特定のレンズレット５２２の位置に正確に対応する水平走査時点でレーザ光源によって生成されることの確保を必要とする可能性がある。これは、各ピクセルがＭＬＡ５１２内の適切なレンズレット５２２に当たることの確保に役立つ。光検出器から生成されたフィードバック信号を使用して水平走査位置に対するピクセルアライメントを制御し、そのような適切なピクセルアライメントを確保することができる。そのような実施形態では、フィードバック信号またはフィードバック信号から得られたデータは画素駆動用発生手段（ピクセルドライブジェネレータ）に提供され、使用されて、少なくとも１つのレーザ光源を制御し、走査ミラーを用いてレーザ光のピクセルアライメントを提供することができる。
【００５１】
画像領域およびオーバースキャン領域を画定することができる別の方法は、枠部を用いる方法である。そのような実施形態では、枠部が開口部を画定し、開口部は画像領域内の反射光が通過する仮想平面に存在する。そのような配置は、走査型プロジェクタを含む様々な用途に使用することができる。そのような用途の例を後述する。
【００５２】
ここで図６を参照すると、例示的デバイス６００は、プロジェクタ６０２、枠部６０４、および光学系６０６を含む。図６には、枠部６０４の側面図および正面図が共に示されていることに留意されたい。枠部６０４は、画像領域６１２、オーバースキャン領域６１４、および境界６１６を画定する。枠部６０４は、開口部６２２を画定する。構成されているように、開口部６２２は、線６２４によって示されている仮想平面に存在する。動作中、プロジェクタ６０２によって出力された光は、仮想平面で開口部６２２を通過し、光学系６０６に衝突する。
【００５３】
本明細書に記載の実施形態によれば、光検出器６１０は、オーバースキャン領域６１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成される。この実施形態では、この配置は光導波管６１８を使用することによって提供される。具体的には、各光導波管６１８は、光検出器６１０と、対応するアパーチャ６２０との間に結合される。アパーチャ６２０は境界６１６に近接配置され、各アパーチャ６２０がオーバースキャン領域６１４に衝突する反射レーザ光の一部分を受光し、対応する光導波管６１８が反射光の一部分を光検出器６１０に伝送する。
【００５４】
ここで図７を参照すると、走査型レーザプロジェクタ７００の概略図が示される。走査型レーザプロジェクタ７００は、本発明の様々な実施形態によって使用することができるタイプのシステムの例である。走査型レーザプロジェクタ７００は、画像処理コンポーネント７０２（画像処理手段７０２）、画素駆動用発生手段７０４（ピクセルドライブジェネレータ７０４）、赤色レーザモジュール７０６、緑色レーザモジュール７０８、および青色レーザモジュール７１０を含む。レーザモジュールからの光は、ダイクロイックス（ｄｉｃｈｒｏｉｃｓ）７１２、７１４、および７１６と組み合わされる。走査型レーザプロジェクタ７００はさらに、折り返しミラー７１８、駆動回路７２０、および走査ミラー７２４を有するＭＥＭＳデバイス７２２を含む。
【００５５】
動作時、画像処理コンポーネント７０２は、ニ次元補間アルゴリズムを使用して映像コンテンツを処理し、出力ピクセルが画素駆動用発生手段によって表示される各走査位置の適切な空間画像コンテンツを決定する。例えば、映像コンテンツは、任意の解像度（例えば、６４０×４８０、８４８×４８０、１２８０×７２０、１９２０×１０８０）で格子状の画素（ピクセルグリッド）を示すことができる。入力光強度の符号化は、典型的には、８ビット、１０ビット、１２ビットまたはより高い分解能で光強度を示す。
【００５６】
次いで、このコンテンツは、レーザからの出力強度が入力画像コンテンツと一致するように、赤色、緑色、および青色の各レーザ源の指令電流にマッピングされる。一部の実施形態では、この処理は、１５０ＭＨｚを超える出力ピクセルレートで行われる。次いで、レーザビームは、超高速ジンバル搭載の二次元二軸レーザ走査ミラー７２４に向けられる。一部の実施形態では、この二軸走査ミラーは、ＭＥＭＳプロセスを使用してシリコンから製造される。垂直回転軸は準静的に（ｑｕａｓｉ−ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ）操作され、垂直のこぎり波形のラスタ軌跡を作る。垂直軸は、低速走査軸とも呼ばれる。水平軸は、走査ミラーの共振モードで動作する。一部の実施形態では、ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳダイと永久磁石および電気インターフェースの小さなサブアセンブリとを含む小型アセンブリを使用して達成される電磁駆動を使用するが、様々な実施形態はこの点において限定されない。例えば、一部の実施形態は、静電または圧電駆動を使用する。本発明の範囲から逸脱することなく、任意のタイプのミラー駆動を使用することができる。
【００５７】
水平共振軸は、高速走査軸とも呼ばれる。一部の実施形態では、ラスタパターン７２６は、水平軸の正弦波成分と垂直軸ののこぎり波成分とを組み合わせることによって形成される。これらの実施形態では、出力ビーム７２８は、正弦波パターンで左から右に行っては戻って掃引し、のこぎり波パターンで垂直（上から下）に掃引し、フライバック（下から上）中には表示は空白となる。
【００５８】
図７は、ビームが垂直に上から下に掃引する際の正弦波パターンを示すが、下から上へのフライバックを示さないことに留意されたい。他の実施形態では、垂直掃引は三角波で制御され、フライバックは存在しない。さらなる実施形態では、垂直掃引は正弦波である。本発明の様々な実施形態は、垂直および水平掃引または結果として生じるラスタパターン７２６を制御するために使用される波形によって限定されない。
【００５９】
駆動回路７２０は、駆動信号をＭＥＭＳデバイス７２２に提供する。駆動信号は、高速走査軸で走査ミラー７２４の共振角運動を制御する励振信号を含み、低速走査軸で偏向をもたらす低速走査駆動信号も含む。結果として生じる高速走査軸および低速走査軸の両方のミラーの偏向は、出力ビーム７２８に画像領域７３０およびオーバースキャン領域７３２の両方でラスタスキャン７２６を生成させる。動作時、レーザ光源は、各出力ピクセルに対して光パルスを生成し、走査ミラー７２４は、ビーム７２８がラスタパターン７２６を横断する際、光パルスを反射する。駆動回路７２０はさらに、ＭＥＭＳデバイス７２２からフィードバック信号を受信する。ＭＥＭＳデバイス７２２からのフィードバック信号は、本明細書でフィードバック信号の振幅とも呼ばれる、ミラーの最大偏向角を表すことができる。
【００６０】
本明細書に記載の実施形態によれば、少なくとも１つの光検出器７３４は、オーバースキャン領域７３２に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成される。この光検出器７３４は、光検出器１１０が受光した反射レーザ光の一部分に応答してフィードバック信号を提供するように構成される。このフィードバック信号は、駆動回路７２０に提供され、走査ミラー７２４の動きを正確に制御するために駆動回路７２０によって使用される。
【００６１】
動作時、駆動回路７２０は、フィードバック信号の振幅が一定となるように走査ミラー７２４の共振運動を励振する。これは、ラスタパターン７２６に示されているように、高速走査軸で一定の最大偏向角を提供する。走査ミラー７２４の共振運動を励振するために使用される励振信号は、振幅および位相を含むことができる。駆動回路７２０は、フィードバック信号の振幅を実質的に一定に保つように励振信号振幅を修正するフィードバック回路（単数または複数）を含む。さらに、駆動回路７２０は、励振信号を修正して、ラスタパターン７２６の水平位相アライメントおよび垂直位置を制御することができる。
【００６２】
これを容易にするために、駆動回路７２０は、ハードウェア、プログラム可能なプロセッサで、または任意の組み合わせで実施することができる。例えば、一部の実施形態では、駆動回路７２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で実施される。さらに、一部の実施形態では、高速データパス制御の一部はＡＳＩＣで実施され、全体制御はソフトウェアのプログラム可能なマイクロプロセッサによって提供される。
【００６３】
図７では赤色、緑色および青色のレーザ光源が示されているが、様々な実施形態は、レーザ光源によって放射される光の波長によって限定されない。例えば、一部の実施形態では、可視光の代わりに、または可視光に加えて、非可視光（例えば、赤外光）が放射される。
【００６４】
図７は、単一のＭＥＭＳデバイス７２２および単一の走査ミラー７２４を有する実施形態を示しているが、これは単に一実施例であることに留意されたい。別の例として、走査型レーザプロジェクタは、一方の軸に沿って偏向するように構成された一つのミラーと、第１の軸に対してほぼ垂直の第２の軸に沿って偏向するように構成された別のミラーとの２つの走査ミラーを含む走査ミラーアセンブリで代替的に実施することができる。
【００６５】
そのような実施形態は、第２のＭＥＭＳデバイス、第２の走査ミラー、および第２の駆動回路を含むことができる。第１の走査ミラーは、水平走査動作を生成するように構成することができ、第２の走査ミラーは、垂直動作を生成するように構成される。したがって、１つの走査ミラーの動きが水平走査振幅を決定し、他方の走査ミラーの動きが垂直走査振幅を決定する。
【００６６】
そのような実施形態では、光検出器（例えば、図７の光検出器７３４）のそれぞれは、１つ以上の駆動回路（例えば、駆動回路７２０）に提供されるフィードバック信号を生成するように構成することができる。次いで、フィードバック信号は、第１の駆動回路によって使用されて第１の走査ミラーおよび結果として生じる水平走査振幅を制御することができ、かつ第２の駆動回路によって使用されて第２の走査ミラーおよび結果として生じる垂直走査振幅を制御することができる。したがって、光検出器（単数または複数）を使用してフィードバック信号（単数または複数）を生成し、複数の走査ミラーの動きの正確な制御を容易にすることができる。
【００６７】
動作時、駆動回路７２０は、フィードバック信号の振幅が一定となるように走査ミラー７２４の共振運動を励振する。これは、ラスタパターン７２６に示されているように、高速走査軸で一定の最大偏向角を提供する。走査ミラー７２４の共振運動を励振するために使用される励振信号は、振幅および位相を含むことができる。駆動回路７２０は、フィードバック信号の振幅を実質的に一定に保つように励振信号振幅を修正するフィードバック回路（単数または複数）を含む。さらに、駆動回路７２０は、励振信号を修正して、ラスタパターン７２６の水平位相アライメントおよび垂直位置を制御することができる。
【００６８】
【００６９】
ここで図８を参照すると、走査ミラーを有する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの平面図が示される。ＭＥＭＳデバイス８００は、固定プラットフォーム８０２、走査プラットフォーム８４０、および走査ミラー８１６を含む。走査プラットフォーム８４０は、撓み部８１０および８１２によって固定プラットフォーム８０２に結合され、走査ミラー１６は、撓み部８２０および８２２によって走査プラットフォーム８４０に結合される。走査プラットフォーム８４０は、駆動ライン８５０に接続された駆動コイルを有し、駆動回路（例えば、駆動回路７２０）から提供される駆動信号によって駆動される。駆動信号は、高速走査軸で走査ミラー８１６の共振運動を励振する励振信号を含み、さらに低速走査軸で走査プラットフォーム８４０の非共振運動をもたらす低速走査駆動信号も含む。駆動ライン８５０に送られる電流は、駆動コイルに電流を流す。動作時、外部磁場源（図示せず）が駆動コイルに磁場をかける。外部磁場源によって駆動コイルにかけられた磁場は、コイルの平面に成分を有し、２つの駆動軸に対して非直交に方向づけられる。コイル巻線の面内電流が面内磁場と相互作用し、導体上に面外ローレンツ力が発生する。駆動電流は走査プラットフォーム８４０上にループを形成するため、電流は走査軸を越えると符号が反転する。これは、ローレンツ力も走査軸を越えると符号が反転し、磁場の面内および磁場に垂直にトルクをもたらすことを意味する。この複合トルクは、トルクの周波数成分に応じて２つの走査方向に応答を生成する。
【００７０】
撓み部８１０および８１２の長軸は、回転軸を形成する。撓み部８１０および８１２は、ねじり撓みを受ける可撓性部材であり、それによって走査プラットフォーム８４０が回転軸で回転し、固定プラットフォーム８０２に対して角変位を有することを可能にする。撓み部８１０および８１２は、図８に示されているようなねじり式実施形態に限定されない。例えば、一部の実施形態では、撓み部８１０および８１２は、円弧形状、「Ｓ」字形状、または他の蛇行形状のような他の形状をとる。本明細書で使用される「撓み部」という用語は、走査プラットフォームを別の（走査または固定）プラットフォームに結合し、かつ走査プラットフォームが他のプラットフォームに対して角変位を有することを可能にする動きができる任意の可撓性部材を指す。
【００７１】
走査ミラー８１６は、撓み部８２０および８２２によって形成された第１の軸で回転し、かつ、撓み部８１０および８１２によって形成された第２の軸で回転する。第１の軸は、本明細書では水平軸または高速走査軸と呼ばれ、第２の軸は本明細書では垂直軸または低速走査軸と呼ばれる。一部の実施形態では、走査ミラー８１６は、水平軸の機械的共振周波数で走査し、正弦波水平掃引をもたらす。さらに、一部の実施形態では、走査ミラー８１６は非共振周波数で垂直に走査するため、垂直走査周波数を独立して制御することができる。
【００７２】
典型的な実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００は、さらに１つ以上の集積化ピエゾ抵抗位置センサを組み込む。例えば、ピエゾ抵抗センサ８８０は、走査プラットフォーム８４０に対するミラー８１６の変位を示す電圧を生成するように構成することができ、この電圧を駆動回路に返すことができる。さらに、一部の実施形態では、位置センサは１つの走査軸に提供され、他の実施形態では、位置センサは両方の軸に提供される。
【００７３】
ＭＥＭＳデバイス８００は一例として提供され、本発明の様々な実施形態がこの特定の実施に限定されないことに留意されたい。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、２次元で掃引し、光ビームをラスタパターンで反射することができる任意の走査ミラーを組み込むことができる。また、例えば、走査ミラーの任意の組み合わせ（例えば、各軸に１つで、２つのミラー）を利用して、光ビームをラスタパターンで反射することができる。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、任意のタイプのミラー駆動機構を利用することができる。例えば、ＭＥＭＳデバイス８００は静磁場を有する可動プラットフォームの駆動コイルを使用するが、他の実施形態は、可動プラットフォームの磁石と固定プラットフォームの駆動コイルを含むことができる。さらに、ミラー駆動機構は、静電駆動機構を含むことができる。
【００７４】
上述した走査型レーザプロジェクタ（例えば、図１の走査型レーザプロジェクタ１００）は、多種多様なデバイスで多種多様な用途に実施することができる。これらのタイプのデバイスのいくつかの特定の例は、図９〜図１４を参照して説明しない。いずれの場合においても、そのようなデバイスで、またはその一部として、上述した様々な実施形態を実施することができる。
【００７５】
図９を参照すると、様々な実施形態によるモバイルデバイス９００のブロック図が示される。具体的には、モバイルデバイス９００は、上述したような走査型レーザプロジェクタ（例えば、走査型レーザプロジェクタ１００、走査型レーザプロジェクタ７００）を実施することができるタイプのデバイスの例である。図９に示すように、モバイルデバイス９００は、無線インターフェース９１０、プロセッサ９２０、メモリ９３０、および走査型レーザプロジェクタ９０２を含む。走査型レーザプロジェクタ９０２は、上述したように、オーバースキャン領域に構成されてフィードバック信号（単数または複数）を提供する光検出器（単数または複数）を含む。走査型レーザプロジェクタ９０２は、任意の画像ソースから画像データを受信することができる。
【００７６】
例えば、一部の実施形態では、走査型レーザプロジェクタ９０２は、静止画像を保持するメモリを含む。他の実施形態では、走査型レーザプロジェクタ９０２は、ビデオ画像を含むメモリを含む。さらに別の実施形態では、走査型レーザプロジェクタ９０２は、コネクタ、無線インターフェース９１０、有線インターフェース等のような外部ソースから受信した画像を表示する。
【００７７】
無線インターフェース９１０は、任意の無線送信および／または受信機能を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、無線インターフェース９１０は、無線ネットワークを介して通信することができるネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含む。また、例えば、一部の実施形態では、無線インターフェース９１０は携帯電話機能を含むことができる。さらなる実施形態では、無線インターフェース９１０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含むことができる。無線インターフェース９１０が、本発明の範囲から逸脱することなく、任意のタイプの無線通信機能を含み得ることは、当業者には理解されよう。
【００７８】
プロセッサ９２０は、モバイルデバイス９００の様々なコンポーネントと通信可能な任意のタイプのプロセッサとすることができる。例えば、プロセッサ９２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）業者から入手可能な組み込み型プロセッサであってもよいし、市販のマイクロプロセッサであってもよい。一部の実施形態では、プロセッサ９２０は、走査型レーザプロジェクタ１００に画像または映像データを提供する。画像または映像データは、無線インターフェース９１０から取り込まれてもよいし、無線インターフェース９１０から取り込まれたデータに由来してもよい。例えば、プロセッサ９２０を介して、走査型レーザプロジェクタ９０２は、無線インターフェース９１０から直接受信した画像または映像を表示することができる。また、例えば、プロセッサ９２０は、オーバーレイを提供して無線インターフェース９１０から受信した画像および／または映像に付加してもよいし、または無線インターフェース９１０から受信したデータに基づく格納された画像を変更してもよい（例えば、無線インターフェース９１０が位置座標を提供するＧＰＳ実施形態で地図表示を修正する）。
【００７９】
図１０を参照すると、様々な実施形態によるモバイルデバイス１０００の斜視図が示される。具体的には、モバイルデバイス１０００は、上述したような走査型レーザプロジェクタ（例えば、走査型レーザプロジェクタ１００、走査型レーザプロジェクタ７００）を実施することができるタイプのデバイスの例である。モバイルデバイス１０００は、通信機能を有するか、または有さない手持ち式走査型レーザプロジェクタであってもよい。例えば、一部の実施形態では、モバイルデバイス１０００は、他の機能をほとんど有さないか、または全く有さない走査型レーザプロジェクタであってもよい。また、例えば、一部の実施形態では、モバイルデバイス１０００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータデバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等を含む、通信に使用可能なデバイスであってもよい。さらに、モバイルデバイス１０００は、無線（例えば、セルラ）を介して大規模ネットワークに接続することができ、またはこのデバイスは非規制スペクトル（例えば、ＷｉＦｉ）接続を介してデータメッセージまたは映像コンテンツを受信および／または送信することができる。
【００８０】
モバイルデバイス１０００は、走査型レーザプロジェクタ１０２０、接触感知式ディスプレイ１０１０、音声ポート１００２、制御ボタン１００４、カードスロット１００６、およびオーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）ポート１００８を含む。これらの要素は必須ではない。例えば、モバイルデバイスは、接触感知式ディスプレイ１０１０、音声ポート１００２、制御ボタン１００４、カードスロット１００６、またはＡ／Ｖポート１００８のいずれも有することなく、走査型レーザプロジェクタ１０２０のみを含んでもよい。一部の実施形態は、これらの要素のサブセットを含む。例えば、アクセサリプロジェクタは、走査型レーザプロジェクタ１０２０、制御ボタン１００４およびＡ／Ｖポート１００８を含むことができる。スマートフォン実施形態では、接触感知式ディスプレイデバイス１０１０とプロジェクタ１０２０とを組み合わせることができる。
【００８１】
接触感知式ディスプレイ１０１０は、任意のタイプのディスプレイとすることができる。例えば、一部の実施形態では、接触感知式ディスプレイ１０１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンを含む。一部の実施形態では、ディスプレイ１０１０は接触感知式ではない。ディスプレイ１０１０は、走査型レーザプロジェクタ１０２０によって投射された画像を常に表示してもよいし、表示しなくてもよい。例えば、アクセサリ製品は、ディスプレイ１０１０上に投射画像を常に表示することができるが、携帯電話実施形態では、ディスプレイ１０１０上に異なるコンテンツを表示中に同時に映像を投射してもよい。一部の実施形態は、接触感知式ディスプレイ１０１０に加えてキーパッドを含むことができる。Ａ／Ｖポート１００８は、映像信号および／または音声信号を受信および／または送信する。例えば、Ａ／Ｖポート１００８は、音声および映像のデジタルデータを伝送するのに適したケーブルに対応する高精細マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ）インターフェースのようなデジタルポートであってもよい。さらに、Ａ／Ｖポート１００８は、コンポジット入力を受信または送信するＲＣＡジャックを含むことができる。さらに、Ａ／Ｖポート１００８は、アナログ映像信号を受信または送信するＶＧＡコネクタを含むことができる。
【００８２】
一部の実施形態では、モバイルデバイス１０００は、Ａ／Ｖポート１００８を介して外部信号ソースに繋がれてもよいし、モバイルデバイス１０００は、Ａ／Ｖポート１００８を介して受信したコンテンツを投射してもよい。他の実施形態では、モバイルデバイス１０００はコンテンツの発信者とすることができ、Ａ／Ｖポート１００８はコンテンツを異なるデバイスに送信するために使用される。
【００８３】
音声ポート１００２は音声信号を提供する。例えば、一部の実施形態では、モバイルデバイス１０００は、音声および映像を記録かつ再生することができるメディアレコーダである。これらの実施形態では、映像は走査型レーザプロジェクタ１０２０によって投射することができ、音声は音声ポート１００２で出力することができる。
【００８４】
モバイルデバイス１０００は、さらに、カードスロット１００６を含む。一部の実施形態では、カードスロット１００６に挿入されたメモリカードは、音声ポート１００２で出力される音声用ソースおよび／または走査型レーザプロジェクタ１０２０によって投射される映像データを提供することができる。カードスロット１００６は、例えばセキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードを含む任意のタイプの固体メモリデバイスに対応することができる。
【００８５】
図１１を参照すると、様々な実施形態によるヘッドアップディスプレイシステム１１００の斜視図が示される。具体的には、ヘッドアップディスプレイシステム１１００は、上述したような走査型レーザプロジェクタ（例えば、走査型レーザプロジェクタ１００、走査型レーザプロジェクタ７００）を実施することができるタイプのデバイスの例である。ヘッドアップディスプレイシステム１１００は、走査型レーザプロジェクタ１１０２を含む。具体的には、走査型レーザプロジェクタ１１０２は、ヘッドアップディスプレイを投射するために車両のダッシュボードに取り付けられて示される。図１１には自動車ヘッドアップディスプレイが示されているが、これは限定ではなく、他の用途も可能である。例えば、様々な実施形態は、アビオニクス用途、航空交通管制用途、および他の用途におけるヘッドアップディスプレイを含む。
【００８６】
図１２を参照すると、様々な実施形態による眼鏡型装置１２００の斜視図が示される。具体的には、眼鏡型装置１２００は、上述したような走査型レーザプロジェクタ（例えば、走査型レーザプロジェクタ１００、走査型レーザプロジェクタ７００）を実施することができるタイプのデバイスの例である。眼鏡型装置１２００は、眼鏡型装置の視野内に表示を投射する走査型レーザプロジェクタ１２０２を含む。一部の実施形態では、眼鏡型装置１２００は透明であり、他の実施形態では、眼鏡型装置１２００は不透明である。例えば、眼鏡型装置１２００は、着用者がプロジェクタ１２０２からの表示を物質世界の上に重ね合わせて見ることができる拡張現実用途に使用されてもよい。また、例えば、眼鏡型装置１２００は、着用者の視野全体がプロジェクタ１２０２によって生成される、仮想現実用途に使用されてもよい。
【００８７】
図１２には１つのプロジェクタ１２０２のみが示されているが、これは限定ではなく、他の実施も可能である。例えば、一部の実施形態では、眼鏡型装置１２００は、それぞれの眼に１つを有し、２つのプロジェクタ１２０２を含む。
【００８８】
図１３を参照すると、様々な実施形態によるゲーム装置１３００の斜視図が示される。ゲーム装置１３００は、１人または複数のユーザがゲーム環境を観察し、対話することを可能にする。一部の実施形態では、ゲームは、走査型レーザプロジェクタ１３０２を含むゲーム装置１３００の動き、位置、または向きに基づいてナビゲートされる。手動操作式ボタン、フットペダル、またはバーバルコマンドのような他の制御インターフェースもまた、ゲーム環境の周囲のナビゲーションまたはゲーム環境との相互作用に寄与することができる。例えば、一部の実施形態では、トリガ１３４２は、１人または複数のユーザが「ファーストパーソンシューティングゲーム」として一般に知られている本人視点ビデオゲーム環境内に存在しているという錯覚に寄与する。投射された表示のサイズおよび明るさをゲームアプリケーションによってユーザの動きと組み合わせて制御することができるため、ゲーム装置１３００は、これらのユーザに高度に真実味のある、または「没入型」の環境を作り出す。
【００８９】
ゲーム装置１３００によって、３Ｄ地震探査、宇宙遊泳計画、ジャングルキャノピー探検、自動車安全指導、医学教育等のような活動用の、多くの他の本人視点シミュレーションを作成することもできる。触覚インターフェース１３４４は、反動、振動、揺れ、ランブル感等のような様々な出力信号を提供することができる。触覚インターフェース１３４４はさらに、接触感知式ディスプレイスクリーンまたはスタイラスを必要とするディスプレイスクリーンのような接触感知式入力機構を含むことができる。さらなる触覚インターフェース、例えばモーションセンシティブプローブの入力および／または出力機構も本発明の様々な実施形態に含まれる。
【００９０】
ゲーム装置１３００はさらに、一体型音声スピーカ、リモートスピーカ、またはヘッドフォンのような音声出力デバイスを含むことができる。これらの種類の音声出力デバイスは、有線で、または無線技術を介してゲーム装置１３００に接続することができる。例えば、ワイヤレスヘッドフォン１３４６は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（商標）接続を介してユーザに音響効果を提供するが、任意の類似の無線技術を自由に代替することができる。一部の実施形態では、ワイヤレスヘッドフォン１３４６は、マイクロフォン１３４５またはバイノーラルマイクロフォン１３４７を含むことができ、複数のユーザ、インストラクタ、または観察者が通信することを可能にする。バイノーラルマイクロフォン１３４７は、通常、各イヤピースにマイクロフォンを含み、ユーザの頭影によって変更された音を捕捉する。この機能は、他のシミュレーション参加者によるバイノーラル聴覚およびサウンドローカリゼーションに使用することができる。
【００９１】
ゲーム装置１３００は、周囲の明るさ、動き、位置、向き等を測定する任意数のセンサ１３１０を含むことができる。例えば、ゲーム装置１３００は、デジタルコンパスで絶対方位を検出し、ｘ−ｙ−ｚジャイロスコープまたは加速度計で相対運動を検出することができる。一部の実施形態では、ゲーム装置１３００はさらに、デバイスの相対的な向き、またはその急な加速または減速を検出する第２の加速度計またはジャイロスコープを含む。他の実施形態では、ゲーム装置１３００は、ユーザが地上空間を移動する際の絶対位置を検出する全地球測位システム（ＧＰＳ）センサを含むことができる。
【００９２】
ゲーム装置１３００は、バッテリ１３４１および／または診断ライト１３４３を含むことができる。例えば、バッテリ１３４１は充電式バッテリとすることができ、診断ライト１３４３はバッテリの現在の充電量を示すことができる。別の例では、バッテリ１３４１は取り外し可能なバッテリクリップとすることができ、ゲーム装置１３００は、放電されたバッテリが充電されたバッテリと交換される間、装置の動作継続を可能にするために、付加的なバッテリ、電気キャパシタまたはスーパーキャパシタを有することができる。他の実施形態では、診断ライト１３４３は、ユーザまたはサービス技術者に、このデバイスに含まれるか、または接続された電子コンポーネントのステータスについて通知することができる。例えば、診断ライト１３４３は、受信した無線信号の強度、またはメモリカードの有無を示すことができる。
【００９３】
診断ライト１３４３は、有機発光ダイオードまたは液晶ディスプレイスクリーンのような任意の小さなスクリーンで置換することもできる。そのようなライトまたはスクリーンは、この装置のシェルが半透明または透明である場合には、ゲーム装置１３００の外面上、または表面下とすることができる。ゲーム装置１３００の他のコンポーネントは、このデバイスから取り外し可能、脱着可能または分離可能とすることができる。例えば、走査型レーザプロジェクタ１３０２は、ゲームハウジング１３８９から脱着可能または分離可能であってもよい。一部の実施形態では、走査型レーザプロジェクタ１００のサブコンポーネントは、ゲームハウジング１３８９から脱着可能または分離可能であり、機能し続けることができる。
【００９４】
図１４を参照すると、様々な実施形態によるゲーム装置１４００の斜視図が示される。ゲーム装置１４００は、ボタン１４０４、ディスプレイ１４１０、およびプロジェクタ１４０２を含む。一部の実施形態では、ゲーム装置１４００は、ユーザがゲームをプレイするための大きなコンソールを必要としないスタンドアロン装置である。例えば、ユーザは、ディスプレイ１４１０および／または投射されたコンテンツを見ながらゲームをプレイすることができる。他の実施形態では、ゲーム装置１４００は、大きなゲームコンソールのコントローラとして動作する。これらの実施形態では、ユーザは、ディスプレイ１４１０および／または投射されたコンテンツを見ることと組み合わせて、コンソールに繋がれた大きなスクリーンを見ることができる。
【００９５】
一実施形態では、走査型レーザプロジェクタを提供する。走査型レーザプロジェクタは、少なくとも１つのレーザ光源と、レーザ光を反射するように構成された走査ミラーと、反射レーザ光を受光するように構成された画像領域およびオーバースキャン領域であって、境界内側の画像領域および境界外側のオーバースキャン領域を画定する境界と、境界外側のオーバースキャン領域に衝突する反射レーザ光の一部分を受光するように構成された光検出器であって、さらに受光した反射レーザ光の一部分に応答してフィードバック信号を提供するように構成された光検出器と、走査ミラーの動きを励振する励振信号を提供するように構成された駆動回路であって、フィードバック信号に応答して励振信号を修正するように構成された駆動回路と、を備える。
【００９６】
別の実施形態では、方法を提供する。方法は、境界内側の画像領域を通過し、かつ境界外側のオーバースキャン領域を通過するパターンでレーザ光を反射するように走査ミラーの動きを制御することと、オーバースキャン領域で反射レーザ光の一部分を検出することと、検出された反射レーザ光の一部分に応答してフィードバック信号を提供することと、フィードバック信号に応答して走査ミラーの動きを修正することと、を含む。
【００９７】
本発明を特定の実施形態と関連して説明してきたが、当業者が容易に理解するように、本発明の範囲から逸脱することなく修正および変更が可能であることを理解されたい。そのような修正および変更は、本発明の範囲および添付の特許請求の範囲内にあると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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